WinPcap: 处理脱机堆文件
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2023-12-01
在本讲中，我们将学习如何处理捕获到文件中的数据包。 WinPcap提供了很多函数来将网络数据流保存到文件并读取它们 -- 本讲将教你如何使用这些函数。我们还将看到如何使用WinPcap内核堆特性来获取一个高性能的堆。(请注意：此时，由于一些有关新内核缓冲的问题，这些特性将无法使用)
堆文件的格式是libpcap的一种。这种格式中，包含了被捕捉到的包的二进制数据，并且，这种格式是许多网络工具所使用的一种标准，这些工具包括WinDump，Etheral和Snort。
保存数据包到堆文件
首先，让我们看一下如何将一个数据包写成libpcap的格式。
接下来的例子讲从一个选定的接口捕获数据包，并且将它们保存到用户指定的文件中。
#include "pcap.h"
/* 回调函数原型 */
void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data);
main(int argc, char **argv)
{
pcap_if_t *alldevs;
pcap_if_t *d;
int inum;
int i=0;
pcap_t *adhandle;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
pcap_dumper_t *dumpfile;
/* 检查程序输入参数 */
if(argc != 2)
{
printf("usage: %s filename", argv[0]);
return -1;
}
/* 获取本机设备列表 */
if (pcap_findalldevs_ex(PCAP_SRC_IF_STRING, NULL, &alldevs, errbuf) == -1)
{
fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %sn", errbuf);
exit(1);
}
/* 打印列表 */
for(d=alldevs; d; d=d->next)
{
printf("%d. %s", ++i, d->name);
if (d->description)
printf(" (%s)n", d->description);
else
printf(" (No description available)n");
}
if(i==0)
{
printf("nNo interfaces found! Make sure WinPcap is installed.n");
return -1;
}
printf("Enter the interface number (1-%d):",i);
scanf("%d", &inum);
if(inum < 1 || inum > i)
{
printf("nInterface number out of range.n");
/* 释放列表 */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}
/* 跳转到选中的适配器 */
for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);
/* 打开适配器 */
if ( (adhandle= pcap_open(d->name, // 设备名
65536, // 要捕捉的数据包的部分
// 65535保证能捕获到不同数据链路层上的每个数据包的全部内容
PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS, // 混杂模式
1000, // 读取超时时间
NULL, // 远程机器验证
errbuf // 错误缓冲池
) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcapn", d->name);
/* 释放设备列表 */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}
/* 打开堆文件 */
dumpfile = pcap_dump_open(adhandle, argv[1]);
if(dumpfile==NULL)
{
fprintf(stderr,"nError opening output filen");
return -1;
}
printf("nlistening on %s... Press Ctrl+C to stop...n", d->description);
/* 释放设备列表 */
pcap_freealldevs(alldevs);
/* 开始捕获 */
pcap_loop(adhandle, 0, packet_handler, (unsigned char *)dumpfile);
return 0;
}
/* 回调函数，用来处理数据包 */
void packet_handler(u_char *dumpfile, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data)
{
/* 保存数据包到堆文件 */
pcap_dump(dumpfile, header, pkt_data);
}
你可以看到，这个程序的结构和前面几讲的程序非常相似，它们的区别有：
- 只有当接口打开时，调用 pcap_dump_open() 才是有效的。 这个调用将打开一个堆文件，并将它关联到特定的接口上。
- 数据包将会通过 pcap_dump() 函数写入堆文件中，这个函数是packet_handler()的回调函数。 pcap_dump() 的参数和 pcap_handler() 函数中的参数是一一对应的。
从堆文件中读取数据包
既然我们有了可用的堆文件，那我们就能读取它的内容了。 以下代码将打开一个WinPcap/libpcap的堆文件，并显示文件中每一个包的信息。文件通过 pcap_open_offline() 打开，然后，我们通常使用 pcap_loop() 来有序获取数据包。你可以看到，从脱机文件中读取数据包和从物理接口中接收它们是很相似的。
这个例子还会介绍另一个函数：pcap_createsrcsrc()。这个函数用于创建一个源字符串，这个源字符串以一个标志开头，这个标志会告诉WinPcap这个源的类型。比如，使用"rpcap://"标志来打开一个适配器，使用"file://"来打开一个文件。如果 pcap_findalldevs_ex() 已经被使用，那么这部是不需要的，因为其返回值已经包含了这些字符串。然而，在这个例子中，我们需要它。因为文件的名字来自于用户的输入。
#include <stdio.h>
#include <pcap.h>
#define LINE_LEN 16
void dispatcher_handler(u_char *, const struct pcap_pkthdr *, const u_char *);
main(int argc, char **argv)
{
pcap_t *fp;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
char source[PCAP_BUF_SIZE];
if(argc != 2){
printf("usage: %s filename", argv[0]);
return -1;
}
/* 根据新WinPcap语法创建一个源字符串 */
if ( pcap_createsrcstr( source, // 源字符串
PCAP_SRC_FILE, // 我们要打开的文件
NULL, // 远程主机
NULL, // 远程主机端口
argv[1], // 我们要打开的文件名
errbuf // 错误缓冲区
) != 0)
{
fprintf(stderr,"nError creating a source stringn");
return -1;
}
/* 打开捕获文件 */
if ( (fp= pcap_open(source, // 设备名
65536, // 要捕捉的数据包的部分
// 65535保证能捕获到不同数据链路层上的每个数据包的全部内容
PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS, // 混杂模式
1000, // 读取超时时间
NULL, // 远程机器验证
errbuf // 错误缓冲池
) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"nUnable to open the file %s.n", source);
return -1;
}
// 读取并解析数据包，直到EOF为真
pcap_loop(fp, 0, dispatcher_handler, NULL);
return 0;
}
void dispatcher_handler(u_char *temp1,
const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data)
{
u_int i=0;
/* 打印pkt时间戳和pkt长度 */
printf("%ld:%ld (%ld)n", header->ts.tv_sec, header->ts.tv_usec, header->len);
/* 打印数据包 */
for (i=1; (i < header->caplen + 1 ) ; i++)
{
printf("%.2x ", pkt_data[i-1]);
if ( (i % LINE_LEN) == 0) printf("n");
}
printf("nn");
}
下面的程序同样实现了如上功能，只是，我们使用了 pcap_next_ex() 函数来代替需要进行回调的 pcap_loop() 。
#include <stdio.h>
#include <pcap.h>
#define LINE_LEN 16
main(int argc, char **argv)
{
pcap_t *fp;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
char source[PCAP_BUF_SIZE];
struct pcap_pkthdr *header;
const u_char *pkt_data;
u_int i=0;
int res;
if(argc != 2)
{
printf("usage: %s filename", argv[0]);
return -1;
}
/* 根据新WinPcap语法创建一个源字符串 */
if ( pcap_createsrcstr( source, // 源字符串
PCAP_SRC_FILE, // 我们要打开的文件
NULL, // 远程主机
NULL, // 远程主机端口
argv[1], // 我们要打开的文件名
errbuf // 错误缓冲区
) != 0)
{
fprintf(stderr,"nError creating a source stringn");
return -1;
}
/* 打开捕获文件 */
if ( (fp= pcap_open(source, // 设备名
65536, // 要捕捉的数据包的部分
// 65535保证能捕获到不同数据链路层上的每个数据包的全部内容
PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS, // 混杂模式
1000, // 读取超时时间
NULL, // 远程机器验证
errbuf // 错误缓冲池
) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"nUnable to open the file %s.n", source);
return -1;
}
/* 从文件获取数据包 */
while((res = pcap_next_ex( fp, &header, &pkt_data)) >= 0)
{
/* 打印pkt时间戳和pkt长度 */
printf("%ld:%ld (%ld)n", header->ts.tv_sec, header->ts.tv_usec, header->len);
/* 打印数据包 */
for (i=1; (i < header->caplen + 1 ) ; i++)
{
printf("%.2x ", pkt_data[i-1]);
if ( (i % LINE_LEN) == 0) printf("n");
}
printf("nn");
}
if (res == -1)
{
printf("Error reading the packets: %sn", pcap_geterr(fp));
}
return 0;
}
使用pcap_live_dump将包写入堆文件
注意： 此时，由于新内核缓冲的一些问题，这个特性可能不可用。
WinPcap的最近几个版本提供了一个更好的途径，来讲数据流保存到磁盘，那就是 pcap_live_dump() 函数。 pcap_live_dump() 函数有3个参数：文件名，文件最大的大小(字节为单位)，和文件可以允许存储的数据包的最大数量 。 0表示没有限制。 注意，在调用 pcap_live_dump() 将数据流保存下来之前，程序可以设置过滤器(使用 pcap_setfilter()，详情请参见教程的 过滤数据包这部分) ，这样，我们就可以定义要保存的那部分数据流了。
pcap_live_dump() 不会被阻塞， 因此，它开始堆处理后会立即返回。 堆处理以异步的方式进行，直到文件达到最大大小或者存储的数据包达到最大数量。
应用程序可以使用 pcap_live_dump_ended()来检查数据是否存储完毕。 特别注意： sync 参数必须是非零的， 如果它们是0，那么程序将永远被阻塞。
/*
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* THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
* (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
* OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*
*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pcap.h>
#error At the moment the kernel dump feature is not supported in the driver
main(int argc, char **argv) {
pcap_if_t *alldevs, *d;
pcap_t *fp;
u_int inum, i=0;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
printf("kdump: saves the network traffic to file using WinPcap kernel-level dump faeature.n");
printf("t Usage: %s [adapter] | dump_file_name max_size max_packsn", argv[0]);
printf("t Where: max_size is the maximum size that the dump file will reach (0 means no limit)n");
printf("t Where: max_packs is the maximum number of packets that will be saved (0 means no limit)nn");
if(argc < 5){
/* 用户没有提供数据源。获取设备列表 */
if (pcap_findalldevs(&alldevs, errbuf) == -1)
{
fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %sn", errbuf);
exit(1);
}
/* 打印列表 */
for(d=alldevs; d; d=d->next)
{
printf("%d. %s", ++i, d->name);
if (d->description)
printf(" (%s)n", d->description);
else
printf(" (No description available)n");
}
if(i==0)
{
printf("nNo interfaces found! Make sure WinPcap is installed.n");
return -1;
}
printf("Enter the interface number (1-%d):",i);
scanf("%d", &inum);
if(inum < 1 || inum > i)
{
printf("nInterface number out of range.n");
/* 释放列表 */
return -1;
}
/* 跳转到所选的设备 */
for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);
/* 打开设备 */
if ( (fp = pcap_open_live(d->name, 100, 1, 20, errbuf) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"nError opening adaptern");
return -1;
}
/* 释放设备列表 */
pcap_freealldevs(alldevs);
/* 开始堆过程 */
if(pcap_live_dump(fp, argv[1], atoi(argv[2]), atoi(argv[3]))==-1){
printf("Unable to start the dump, %sn", pcap_geterr(fp));
return -1;
}
}
else{
/* 打开设备 */
if ( (fp= pcap_open_live(argv[1], 100, 1, 20, errbuf) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"nError opening adaptern");
return -1;
}
/* 开始堆过程 */
if(pcap_live_dump(fp, argv[0], atoi(argv[1]), atoi(argv[2]))==-1){
printf("Unable to start the dump, %sn", pcap_geterr(fp));
return -1;
}
}
/* 等待，知道堆过程完成，也就是当数据到达max_size或max_packs的时候 */
pcap_live_dump_ended(fp, TRUE);
/* 关闭适配器，这样，就可以将数据立刻输出到文件了 */
pcap_close(fp);
return 0;
}
pcap_live_dump() 和 pcap_dump()的区别，除了可以设置限制之外，就是运行结果。 pcap_live_dump() 利用了WinPcap NPF驱动自带的功能， (详情请参见 NPF驱动核心手册) ，在内核级来写堆文件，并将上下文交换的数量和内存拷贝的数量最小化。
显然，这个特性目前并不能应用于其它操作系统，因为 pcap_live_dump() 是WinPcap的特性之一，并且只运行于Win32平台下。